2024年12月31日 星期二
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通过框架密封防止温度冲击,提高膜电极组件的耐用性

2024/9/9 16:01:213962

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燃料电池为清洁能源提供了一种前景广阔的解决方案,与传统电力系统相比,它具有更长的行驶里程和更高的能量密度等优势。尽管有这些优势,但与燃料电池堆相关的高成本和耐用性问题限制了其商业化。膜电极组件 MEA 是质子交换膜燃料电池 PEMFC 的关键组成部分,其耐用性尤其受框架密封结构的影响,而框架密封结构在研究中经常被忽视。

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该研究由同济大学和燃料电池国家技术创新中心(中国)的 Tiankuo Chu Yanbo Wang 进行,调查了不同框架密封结构对膜电极耐久性的影响。研究人员应用热冲击台架测试作为加速老化方法,以模拟频繁温度变化对 MEA 耐久性的影响。

结果表明,热冲击导致质子交换膜 PEM 在框架和有源区域之间的间隙处形成裂纹,并损坏框架和膜之间的粘合界面。这种损坏会增加反应物气体交叉的风险,这是燃料电池性能的关键问题。该研究比较了单层和改进的双层框架结构,发现在双层框架中增加缓冲层可增强连续性并减少膜变形,从而防止损坏。

这项研究为膜电极的设计提供了有价值的见解,强调了框架密封结构在提高 PEMFC 的耐用性和性能方面的重要性。通过了解框架的机械衰减机制并评估改进的框架结构的有效性,该研究有助于开发更可靠、更持久的燃料电池系统。这些发现对于实现燃料电池 5000 小时耐久性目标至关重要,使燃料电池汽车的商业化更接近现实。

题目:Improvement of durability of membrane electrode assembly by frame sealing structure in temperature shock

期刊:Frontiers in Energy

DOI10.1007/s11708-024-0955-3

翻译人:沈亚皓

来源:

https://fuelcellsworks.com/2024/08/30/clean-technology/improvement-of-durability-of-membrane-electrode-assembly-by-frame-sealing-structure-in-temperature-shock